Чому стебло будь-якої рослини зазвичай росте вгору, а корінь вниз? Виявляється, стебло і корінь по-різному відповідають на дію сили тяжіння, і тому їх руху, геотропізм, спрямовані в різні боки (гео - земля, тропос - напрямок). Стебло росте в напрямку, протилежному дії сили тяжіння, а корінь - у напрямку дії цієї сили.
А що ж відбувається, коли тяжкість відсутня? Стеблинки хаотично тягнуться в різні боки і не знаходячи потрібного напрямку, через два-три тижні гинуть. Таке явище можна спостерігати і на землі, при вирощуванні рослин на спеціальному приладі - Кліностат.
Пристрій Кліностат таке: горизонтально встановлена вісь за допомогою годинникового механізму приводиться в дуже повільне (один оборот в 15-20 хвилин), але безперервне обертальний рух. Рослина обертається разом з віссю і разом з тим вільно росте. При обертанні осі рослина однієї і тієї ж стороною поперемінно повертається то вгору, то вниз; рослина продовжує рости в тому напрямку, в якому було прикріплено до осі Кліностат. Так усувається дія сили тяжіння на напрямок росту. Ця установка не створює невагомості, але дає подібний їй ефект.
В умовах невагомості (де усунуто одностороннє дію сили тяжіння), рослини не можуть здійснити весь цикл свого розвитку і гинуть. «Нам було приємно возитися з рослинами, - згадує двічі Герой Радянського Союзу, льотчик-космонавт СРСР Петро Ілліч Климук в своїх записках. - При одному погляді на них на душі робилося тепліше. »І раптом рослини гинуть.
Зелене рослина - необхідна ланка замкнутої системи життєзабезпечення в космосі. Саме воно має забезпечувати космонавтів свіжої, багатої на вітаміни їжею, генерувати кисень, поглинати вуглекислий газ і т. Д. Навчитися вирощувати рослини в невагомості дуже важливо вже зараз, без цього абсолютно не обійтися на довготривалих станціях або при міжпланетних польотах. Проблема хвилює багатьох, і треба сподіватися, вона буде вирішена.
Звідки ж у рослин така прихильність до гравітації, що вони без неї жити не можуть? Справа в тому, що за тривалу історію в умовах земного життя у рослин утворився своєрідний вестибулярний апарат. Його робота виглядає приблизно так: відносно важкі крохмальні зерна, плаваючі в клітинах, під дією сили тяжіння збираються з тієї чи іншої їх сторони і дратують цитоплазму клітин. До гнеться частини стебла спрямовуються тут же гормони росту і викликають там активне зростання тканин, випрямляючи вигин. Таким чином, рослина орієнтує своє зростання в просторі. Отже, сила тяжіння - необхідний екологічний фактор для росту, утворення органів і розмноження рослини.
Англійський натураліст Т.Е.Найт влаштував «город» на ободі колеса діючої водяного млина. Насіння квасолі все як одне викинули стебла до маточини колеса (тобто до його центральної частини), а коріння - назовні: рослини простодушно взяли відцентрову силу за силу тяжіння. З тих пір центрифуга (пристрій, що створює перевантаження під дією відцентрової сили) увійшла в технічний арсенал ботаніків.
Особливо кидається в очі приклад геотропизма - це напрямок росту дерев, що розвиваються на гірському схилі. Дерева розташовані зовсім не перпендикулярно до того конкретної ділянки поверхні Землі, на якому ростуть, а зовсім незалежно від крутизни схилу - в напрямку, від центру Землі.
Уже при проростання насіння, яке відбувається в темряві, тобто поза впливом світла, і незалежно від положення самого насіння, спостерігається вигин зародкового корінця вниз, а проросткового втечі - вгору. Відомі також випадки повернення в вертикальне положення надломлених або полягли рослин, обумовленого геотропізм. Безсумнівно, ви вже помічали, що прибиті до землі бурею або дощем хлібні злаки можуть знову підніматися.
Які труднощі доводиться долати рослинам на суші? Перш за все, добувати воду і доставляти її до всіх своїх органам. І силу тяжіння, яка тисне до землі і заважає підставляти листя сонячного світла. Водні рослини від цього позбавлені. Вода навколо і плавучість є. І саме в цьому причина добре помітних навіть для неозброєного погляду відмінностей між ними. Треба тільки вийняти рослину з води. Фотографія красномовніше за слова - подивіться.
Сухопутні рослини змушені формувати механічні тканини, які підтримають їх стебла і листя, не дадуть їм безсило лежати на землі. Іншими словами, вони міцні, жорсткі - набагато жорсткіше, ніж водні. Граничний випадок - стовбури дерев, які дозволяють кроні гордо височіти над навколишнім пейзажем. Звичайно, дерева в акваріум ніхто не садить. Але навіть ніжні трави старанно піднімають свої верхівки, підтримують своє листя в правильному положенні по відношенню до світла, не даючи їм никнути під натиском вітру, дощу і просто власної ваги.